JP3888606B2 - 自動走行車の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行路に沿って自動操向しながら自動走行する自動操向モードと、乗員の操向ハンドルの操作による手動操向により走行する手動操向モードとに切り換え可能な自動走行車の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からこの種の自動走行車としては、例えばバッテリを搭載した電動モータ駆動式ゴルフカートがある。
【０００３】
このゴルフカートには、自動操向モードと手動操向モードとが切替可能に構成されたものがある。この場合、バッテリが過放電されて走行路上で電動モータを駆動できず走行不可能になったとき、後ろから来た後続車を先に走行させるために走行不可能になったゴルフカートを走行路から側方に移動させて後続車が走行できる走行スペースを開けたい場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、ゴルフカートが自動走行しているときに走行不可能になった場合は、操向装置が自動操向側に切り替えられているために操向ハンドルが操作不能となっている。このため、ゴルフカートを走行路から側方に移動させるのが困難な場合があった。
【０００５】
そこで、この発明は、自動走行車が自動走行しているときに走行不可能になった場合でも、操向ハンドルを操作可能とする自動走行車の制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、走行路に沿って自動操向しながら自動走行する自動操向モードと、乗員の操向ハンドルの操作による手動操向により走行する手動操向モードとの何れか一方の操向モードに操向装置を手動切替スイッチにより切り替え可能な自動走行車の制御装置において、牽引側と通常側との切替位置を有し、前記手動切替スイッチによる自動操向モードから手動操向モードへの切替が不能なときにおいても、通常側から牽引側への操作で前記操向装置を自動操向の状態から手動操向の状態に切替可能な牽引スイッチと、車速を検出する車速センサとを備え、前記操向モードが自動操向モードの場合に、前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされたとき、前記操向装置が前記自動操向の状態から前記手動操向の状態に切り替わるように構成され、前記車速センサにより検出された車速が０又は０に近い値の設定車速以下の状態において、前記牽引スイッチを牽引側へ操作したとき前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされ、前記車速センサにより検出された車速が前記設定車速より大きい状態において、前記牽引スイッチを牽引側へ操作したとき前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされないように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、自動走行車は走行用駆動モータを備え、該走行用駆動モータの励磁コイルへの通電が許容されるように構成され、前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされているとき、前記走行用駆動モータの励磁コイルへの通電を禁止する制御がなされ、前記牽引スイッチの牽引側への操作が無効とされているとき、前記走行用駆動モータの励磁コイルへの通電を許容する制御がなされるように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、自動走行車は駐車ブレーキを備え、前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされたとき、前記駐車ブレーキが自動的に解除されるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１乃至図７には、この発明の実施の形態を示す。
【００１１】
まず構成を説明すると、図１，２中符号１は「自動走行車」としてのゴルフカートで、このゴルフカート１は、分巻モータである走行用駆動モータ２を動力源として走行するものであり、前輪３と後輪４との間に前部シート５及び後部シート６を装備すると共に、車体後部にキャディバッグ（図示せず）を載せるためのバッグキャリア７が取り付けられている。
【００１２】
このゴルフカート１は、図２で示す走行路３４に埋設された電磁誘導線８に沿って自動操向しながら自動走行する走行形態（以下この形態を「自動操向モード」という）と、前部シート５に着座した乗員の操向ハンドル１２の操作による手動操向により走行する走行形態（以下この形態を「手動操向モード」という）とが切り替えできるように構成されている。そして、その自動操向モードの一形態として、セルフモードがある。この詳細については後述する。
【００１３】
これらモードの切替は、図３中に符号９で示す操作盤のメインスイッチ１０及び手動切替スイッチ１１を操作することによって行う。
【００１４】
具体的には、そのメインスイッチ１０は、図４に示すように、キー５８を差込み口１０ａに挿入した状態で回動させることによって選択位置（以下この選択位置を「キー位置」という）が変わるスイッチである。
【００１５】
このキー位置としては、電源回路が開放されると共にキー５８をメインスイッチ１０に対して着脱することができるＯＦＦ位置と、電源回路が閉成されるＯＮ位置と、定点通過位置、セルフ位置とがある。
【００１６】
そのメインスイッチ１０のキー位置がＯＮ位置に設定され、手動切替スイッチ１１がＯＮ操作されていないときには、自動操向モードが選択され、その自動操向モードでは、操作盤９の発進・停止スイッチ３２をＯＮ操作することによって、ゴルフカート１を発進させたり、停止させたりすることができるようになっている。その発進・停止スイッチ３２を１回押すと発進し、もう一度押すと停止するようになっている。
【００１７】
また、キー位置がＯＮ位置にあるときには、手動切替スイッチ１１をＯＮ操作することによって、操向モードが自動操向モードから手動操向モードに切り替えられるように構成されている。
【００１８】
さらに、キー位置が定点通過位置にあるときには、上述した定点制御のうち車体を停車させる制御を実施することなく自動操向モードで走行する定点通過モードが選択される。
【００１９】
さらにまた、キー位置がセルフ位置にあるときには、手動切替スイッチ１１をＯＮ操作しても手動操向モードに切り替わることなく、自動操向モードで走行するセルフモードが選択される。このセルフ位置にキー５８を回すことによって、キー５８をメインスイッチ１０から取り外すことができる。キー５８を取り外すと、キー位置を変更することができない状態、つまり、キー５８の操作により手動操向モードに切り替えることができない状態となっている。
【００２０】
そして、その手動操向モードでは、操向ハンドル１２（図１及び図３参照）と、図３中符号１３，１４で示すアクセルペダル，ブレーキペダルを人為的に操作して走行できるように構成されている。
【００２１】
そのアクセルペダル１３を踏み込むと、アクセルペダル１３に連動するアクセルポテンショメータ１５とアクセルスイッチ１６から制御信号がメインコントローラ１７のＣＰＵ１８に送出され、ＣＰＵ１８が駆動制御回路１９を介して走行用駆動モータ２を制御するようにしている。
【００２２】
この走行用駆動モータ２の制御は、車速がアクセルペダル１３の踏込み量に対応する車速になるように制御される。車速は、後輪４側のトランスミッション２３に設けた２つの車速センサ（エンコーダ）２４，２５により検出するようになっている。ここで、車速センサ２４，２５を２つ設け、出力波形の位相をズラすことにより、前進又は後退の判別ができるようにしている。
【００２３】
また、ブレーキペダル１４を踏むと、踏力が切替機構２９からワイヤを介して各車輪３，４のドラムブレーキ３０に伝達され、このドラムブレーキ３０が作動して各車輪３，４の駆動が制動されるようになっている。
【００２４】
この駆動制御回路１９は、図３に示すように、メインリレー２０を介して全部で６個、７２Ｖの駆動バッテリ２１に接続される一方、この駆動バッテリ２１とは別に、メインコントローラ１７等の制御用の電子機器を作動させるための制御バッテリ２２が設けられている。そして、それらバッテリ２１，２２を充電するための充電器２６及び急速充電リセプタクル２７が設けられている。
【００２５】
その充電器２６には、駆動バッテリ２１を充電する７２Ｖ充電回路２６ａと、制御バッテリ２２を充電する１２Ｖ充電回路２６ｂとが設けられている。そして、走行状態では、常に駆動バッテリ２１側から制御バッテリ２２側にチャージを徐々に掛けるようにしており、走行不能になる状態では、先に駆動バッテリ２１側のバッテリ容量が空になるようにして、最後まで制御バッテリ２２によりメインコントローラ１７等の作動が可能なように構成されている。
【００２６】
一方、自動操向モードでは、操向ハンドル１２をステアリングクラッチ３１によって、操舵系から切り離して一定位置に固定し、操舵制御と、指定した地点（以下この地点を「定点」という）で走行状態を変化させる定点制御とを、ＣＰＵ１８で実施するようにしている。定点は、図２に示すように走行路３４に埋設した定点部材４１〜４３とトリガー部材４４であり、走行路３４の曲がり角の前後位置、指定停止位置等に埋設されている。
【００２７】
この自動操向モードでの操舵は、車体前側の下部に設けた３個の誘導センサ３３によって走行路８（図２参照）の電磁誘導線８を検出し、誘導センサ３３が電磁誘導線８を追従するようにステアリング軸３５をステアリングモータ３６で回動させることにより実施するようにしている。
【００２８】
また、自動操向モードでの車速の減速・停車などの定点制御は、図２に示すように走行路３４に埋設した定点部材４１〜４３とトリガー部材４４とを定点部材検出用センサ４５とトリガー部材検出用センサ４６とによって検出し、この検出結果に基づいてＣＰＵ１８が、走行用駆動モータ２、ドラムブレーキ３０、及びトランスミッション２３の「駐車ブレーキ」としての電磁ブレーキ４７等を制御するように構成されている。
【００２９】
前記定点部材４１〜４３及びトリガー部材４４は、何れも上端と下端に磁極を有する永久磁石によって形成され、走行路３４に埋設されており、ここでは定点部材４１〜４３は３個、トリガー部材４４は１個使用されている。それら３個の定点部材４１〜４３は、電磁誘導線８より車体左側に、走行路３４に沿って一列に並ぶように配置されている。
【００３０】
この実施の形態によるゴルフカート１は、これらの定点部材４１〜４３及びトリガー部材４４を前記センサ４５，４６によって検出し、定点部材４１〜４３の極性及び並び順に対応するように設定した制御内容に基づいて車速の増減，停車等の定点制御を実施する構成を採っている。
【００３１】
そして、自動操向モードにおける自動制動制御は、車速センサ２４，２５から送出される車速信号に基づいて、設定速度に達するようにブレーキ用モータ４８に制御信号を送出して行う。
【００３２】
ブレーキ用モータ４８はギヤ４９を介して前記切替機構２９に接続されており、ブレーキ用モータ４８を作動させることによって、手動操向モードの場合と同様にドラムブレーキ３０により制動することができるようになっている。
【００３３】
なお、制動時には、停止直前であって、車速が予め定められた速度を下回ったときに電磁ブレーキ４７を作動させるように構成されている。この電磁ブレーキ４７は、作動すると後輪４の回転が阻止される構造を採っている。
【００３４】
また、図５に示すように、前記メインスイッチ１０及び手動切替スイッチ１１、それに牽引スイッチ５９が、スイッチ入力部５７に接続され、このスイッチ入力部５７が、制御部６２に接続されている。その牽引スイッチ５９は、牽引側と通常側とに切替可能となっている。
【００３５】
さらに、その制御部６２には、車速センサ２４，２５が車速センサ波形入力部６３を介して接続され、この制御部６２は、それぞれステアリングクラッチ切替モータ３７を制御するステアリングクラッチモータ駆動部６４、電磁ブレーキ４７を制御する電磁ブレーキ駆動部６５、メインリレー２０を制御するメインリレー駆動部６６、「励磁コイル」としての駆動モータ界磁部６９を制御する駆動モータ界磁駆動部６７に接続されている。
【００３６】
その制御部６２は、車速センサ２４，２５により検出された車速が０又は０に近い値の設定車速（ここでは０．２ｋｍ／ｈ）以下の場合において牽引スイッチ５９を牽引側へ操作したとき牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされ、又、車速センサ２４，２５により検出された車速が前記設定車速より大きい状態において牽引スイッチ５９を牽引側へ操作したとき牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされないように構成されている。そして、操向モードが自動操向モードの場合において、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされた時には、ステアリングクラッチモータ駆動部６４を介して、「操向装置」としてのステアリングクラッチ切替モータ３７が制御されて、ステアリングクラッチ３１が自動操向の状態から手動操向の状態に切り替わるように構成されている。
【００３７】
また、前記メインリレー駆動部６６は、メインリレー２０を制御することにより、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされているとき、駆動バッテリ２１からの電流の走行用駆動モータ２への通電を禁止し、又、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が無効とされているとき、走行用駆動モータ２への通電を許容するようにしている。
【００３８】
さらに、駆動モータ界磁駆動部６７は、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされているとき、走行用駆動モータ２の駆動モータ界磁部６９への通電を禁止する制御がなされ、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が無効とされているとき、走行用駆動モータ２の駆動モータ界磁部６９への通電を許容する制御がなされるように構成されている。
【００３９】
しかも、電磁ブレーキ駆動部６５は、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされたとき、電磁ブレーキ４７が自動的に解除されるように制御する。
【００４０】
なお、図３中符号７１はリモコン送信機で、ここからの信号がリモコン受信機７２で受信されてＣＰＵ１８に入力されることにより、遠隔操作できるように構成されている。
【００４１】
また、符号７３は左右一対設けられた障害物センサで、対人，対物等の車両でない障害物を検知して衝突を防止し、符号７４，７５は追突防止センサ受信機で、先行車両又は後続車両との衝突を防止し、更に、符号７６はバンパスイッチで、バンパ７７が障害物に衝突した時に、ゴルフカート１を停止させて被害を最小限に止めるようにしている。
【００４２】
さらに、図３中符号７８はシフトレバーで、このシフトレバー７８を操作することにより、前進又は後退を行うようにしている。シフトレバー７８を操作すると、前進スイッチ７９又は後退スイッチ８０が作動して、これらスイッチ７９，８０から発信された信号がＣＰＵ１８に入力されて前進又は後退の制御が行われるようになっている。なお、自動操向モードの場合には、後退はできないように構成されており、又、後退の時には警報ブザー８１が鳴るようになっている。
【００４３】
次に、作用について図６に示すフローチャート及び図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。
【００４４】
ステップＳ１で、牽引スイッチ５９が牽引側に設定されており、且つ、車速が０．２ｋｍ／ｈ以下であるか否か判定され、両方の要件を満足していれば「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２に進む。また、何れか一方でも要件を満足していなければ、「ＮＯ」となり、ステップＳ８に進む。
【００４５】
そして、ステップＳ２では、牽引スイッチ５９のアップエッジ波形があるか否か判定される。アップエッジ波形とは、図７中のｂ部に示す部分であり、後述のダウンエッジ波形とは、ｃ部に示す部分である。
【００４６】
このステップＳ２で、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ３で牽引モードが牽引状態に設定（図７中ｄ部参照）された後、ステップＳ４で、メインスイッチ１０がセルフ位置か否か判定される。
【００４７】
そして、セルフ位置（「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ５に進み、ステアリングクラッチ３１が手動側に設定された後、ステップＳ６に進む。ステアリングクラッチ３１が手動側に設定されることにより、操向ハンドル１２の操作が可能となる。
【００４８】
また、ステップＳ４で、セルフ位置でない（「ＮＯ」）と判定された場合には、ステップＳ７に進み、自動操向モードか、手動操向モードか判定され、自動操向モードであれば、前記ステップＳ５に進む。一方、手動操向モードであれば、ステップＳ６に進む。
【００４９】
ステップＳ６では、電磁ブレーキ４７が開放され、メインリレー２０の接点が開放され、更に、駆動モータ界磁部６９への電流が不許可とされ、その後、リターンに進む。
【００５０】
一方、前記ステップＳ２で、「ＮＯ」と判定された時にはリターンへ進む。
【００５１】
ステップＳ１で、「ＮＯ」と判定され、ステップＳ８で、牽引スイッチ５９のダウンエッジ波形ｃがあるか否か判定され、「ＹＥＳ」の時は、ステップＳ９に進み、図７に示す牽引モードが牽引側のｄ部から通常側に切り替えられた後、ステップＳ１０に進む。
【００５２】
そのステップＳ８で「ＮＯ」と判定された時は、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされた状態であるため、そのままリターンへ進む。
【００５３】
また、ステップＳ１０では、メインスイッチ１０がセルフ位置か否か判定され、セルフ位置（「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ１１に進み、ステアリングクラッチ３１が手動側に設定された後、ステップＳ１２に進む。ステアリングクラッチ３１が手動側に設定されることにより、操向ハンドル１２の操作が可能となる。
【００５４】
また、ステップＳ１０で、セルフ位置でない（「ＮＯ」）と判定された場合には、ステップＳ１３に進み、自動操向モードか、手動操向モードか判定され、自動操向モードであれば、前記ステップＳ１１に進む。一方、手動操向モードであれば、ステップＳ１２に進む。
【００５５】
ステップＳ１２では、電磁ブレーキ４７がパーキングに設定され、メインリレー２０の接点が接続され、駆動モータ界磁部６９への電流が許可され、リターンに進む。
【００５６】
このように、牽引スイッチ５９を操作するだけで、ステアリングクラッチ３１が自動操向の状態から手動操向の状態に切り換わるので、乗員が希望する方向に操舵できるため、ゴルフカート１を走行路３４から側方に容易に移動させることができる。
【００５７】
特に、セルフ位置で、キー５８が抜かれているときに、従来では手動操向モードに切り替えることができなかったが、この発明によれば、上記のように手動操向の状態に切り替えることができるため、極めて効果的である。
【００５８】
また、ゴルフカート１が０．２ｋｍ／ｈより速い速度で走行しているときには、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされないので、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が無用に有効とされることがないため装置の故障の虞がない。
【００５９】
さらに、ゴルフカート１を牽引するとき、従来では走行用駆動モータ２が発電機として機能するが、ここでは、駆動モータ界磁部６９への電流が不許可とされることにより、発電制動の発生が防止されているので、牽引時の労力を軽減できる。
【００６０】
さらにまた、牽引スイッチ５９の牽引側への操作が有効とされたとき、電磁ブレーキ４７が自動的に解除されるようにしているため、別個の操作をしなくても電磁ブレーキ４７を容易に解除することができる。
【００６１】
なお、上記実施の形態では、走行用駆動モータ２として分巻モータを適用したが、直巻モータでも良いことは勿論である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、牽引スイッチを操作するだけで操向装置が自動操向の状態から手動操向の状態に切り換わるので、乗員が希望する方向に操舵できるため、自動走行車を走行路から側方に移動させることができる。
【００６３】
また、自動走行車が走行中は、牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされないので、牽引スイッチの牽引側への操作が無用に有効とされることがないため、制御装置の故障の虞がない。
【００６４】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされているとき、走行用駆動モータへの通電を禁止する制御がなされ、牽引スイッチの牽引側への操作が無効とされているとき、走行用駆動モータへの通電を許容する制御がなされるため、自動走行車を牽引するとき、走行用駆動モータが発電機として機能し発電制動を発生することが防止されるので、牽引時の労力を軽減することができる。
【００６５】
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされたとき、駐車ブレーキが自動的に解除されるため、別個の操作をしなくても駐車ブレーキを容易に解除できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるゴルフカートの側面図である。
【図２】同実施の形態にかかるゴルフカートの平面図である。
【図３】同実施の形態にかかるゴルフカートの構成を示すブロック図である。
【図４】同実施の形態にかかるメインスイッチの正面図である。
【図５】同実施の形態にかかる制御装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施の形態にかかる制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】同実施の形態にかかる制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ゴルフカート（自動走行車）
２ 走行用駆動モータ
11 手動切替スイッチ
12 操向ハンドル
18 ＣＰＵ
20 メインリレー
24,25 車速センサ
31 ステアリングクラッチ（操向装置）
37 ステアリングクラッチ切替モータ（操向装置）
59 牽引スイッチ
62 制御部
64 ステアリングクラッチモータ駆動部
65 電磁ブレーキ駆動部
66 メインリレー駆動部
67 駆動モータ界磁駆動部

Claims (3)

1. 走行路に沿って自動操向しながら自動走行する自動操向モードと、乗員の操向ハンドルの操作による手動操向により走行する手動操向モードとの何れか一方の操向モードに操向装置を手動切替スイッチにより切り替え可能な自動走行車の制御装置において、
   牽引側と通常側との切替位置を有し、前記手動切替スイッチによる自動操向モードから手動操向モードへの切替が不能なときにおいても、通常側から牽引側への操作で前記操向装置を自動操向の状態から手動操向の状態に切替可能な牽引スイッチと、車速を検出する車速センサとを備え、
   前記操向モードが自動操向モードの場合に、前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされたとき、前記操向装置が前記自動操向の状態から前記手動操向の状態に切り替わるように構成され、
   前記車速センサにより検出された車速が０又は０に近い値の設定車速以下の状態において、前記牽引スイッチを牽引側へ操作したとき前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされ、
   前記車速センサにより検出された車速が前記設定車速より大きい状態において、前記牽引スイッチを牽引側へ操作したとき前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされないように構成されたことを特徴とする自動走行車の制御装置。
2. 自動走行車は走行用駆動モータを備え、該走行用駆動モータの励磁コイルへの通電が許容されるように構成され、
   前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされているとき、前記走行用駆動モータの励磁コイルへの通電を禁止する制御がなされ、前記牽引スイッチの牽引側への操作が無効とされているとき、前記走行用駆動モータの励磁コイルへの通電を許容する制御がなされるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動走行車の制御装置。
3. 自動走行車は駐車ブレーキを備え、前記牽引スイッチの牽引側への操作が有効とされたとき、前記駐車ブレーキが自動的に解除されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動走行車の制御装置。

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